01特殊形貌磐石氧化鎂的製備

球形結構的氧化鎂是由前驅(qu)體球形堿式碳酸鎂或球形氫(qing)氧化鎂或球形堿式草酸鎂鍛(duan)燒而成(cheng)的。以球形堿式碳酸鎂為例，堿式碳酸鎂的球體結構是由片狀結構的堿式碳酸鎂堆積而成(cheng)。將堿式碳酸鎂進行煆(duan)燒，球形堿式碳酸鎂發生熱分解(jie)，獲得球形的氧化鎂。

製備球形氧化鎂的技術(shu)路線主要有兩(liang)條(tiao)：(1)以鎂鹽為原(yuan)料首先得到製備球形氧化鎂的前驅(qu)物，將前驅(qu)物熱處理得到球形氧化鎂；(2)將氧化鎂粉末與溶劑(ji)和粘合劑(ji)(有些(xie)情況(kuang)可不用粘合劑(ji))混合後，通(tong)過機械(xie)成(cheng)型(xing)得到球形氧化鎂，再經過熱處理得到球形氧化鎂產物。等用沉(chen)澱法得到的球形氧化鎂，直徑為15-17um，並且繼續深入研(yan)究了時間對(dui)其反應進程的影響，發現合成(cheng)過程中氧化鎂先是片狀，然後逐漸變(bian)為絲狀，最後變(bian)為球狀。

目前文(wen)獻報道的管狀氧化鎂直徑一般為納米(mi)級，長度一般為微米(mi)級，通(tong)常具有定(ding)向生長的特性，有較好的結晶度和確(que)定(ding)的晶麵取向。利用碳-熱蒸發法可製得氧化鎂納米(mi)管，製備時在氧化鎂和碳的混合物中加入適量的Ga2O3，Ga2O3在氧化鎂納米(mi)管的形成(cheng)過程中起著至關重要的作用，在高溫下碳還(huai)原(yuan)Ga2O3，得到镓蒸氣，冷(ling)凝的镓液滴原(yuan)位催化氧化鎂納米(mi)管的各向異性生長。得到的氧化鎂納米(mi)管為單晶體，平均外徑200nm，壁厚20nm，長度可達50um。

超(chao)聲法處理得到片狀氧化鎂的關鍵在於超(chao)聲空化現象中爆破的氣泡對(dui)層狀氧化鎂的衝(chong)擊使(shi)得層狀氧化鎂剝離開來。超(chao)聲波會(hui)引起液體分子不斷受到壓縮和拉伸，產生交替的正、負壓區，使(shi)得水分子出現疏(shu)密(mi)交替的變(bian)化，在疏(shu)的地方得到微氣泡，並在負壓區長大。微氣泡破裂時，周圍的水相會(hui)迅速(su)向氣泡中心湧(yong)入，釋放強壓力脈(mai)衝(chong)，這種(zhong)脈(mai)衝(chong)的壓力往往高於104KPa，這種(zhong)現象又稱作超(chao)聲空化效應。

本方法就是利用超(chao)聲空化的機理，利用超(chao)聲波引起隨(sui)著液相的不斷舒張壓縮，產生大量的微氣泡，並使(shi)得微氣泡在正壓區不斷產生衝(chong)擊波打(da)擊材料表麵，使(shi)得層狀氧化鎂一層一層被剝離開，從而生成(cheng)了氧化鎂納米(mi)片。

氧化鎂晶須主要是采(cai)用前驅(qu)物煆(duan)燒法製備的，即首先製備堿式硫酸鎂、堿式氯化鎂、堿式碳酸鎂、碳酸鎂等前驅(qu)物晶須，然後經熱處理得到氧化鎂晶須。

以活(huo)性氧化鎂和氯化鎂為原(yuan)料在水熱條(tiao)件下首先合成(cheng)堿式氯化鎂晶須，堿式氯化鎂晶須熱解(jie)後形貌能得到保持，從而得到氧化鎂晶須，晶須長度約200um，直徑約0.5um。

以硫酸鎂和氫(qing)氧化鈉(na)為原(yuan)料，通(tong)過常溫反應水熱晶化，製得了結晶良(liang)好、具有纖維(wei)狀外形的前驅(qu)體堿式硫酸鎂。通(tong)過控(kong)製前驅(qu)體的分解(jie)速(su)度使(shi)其在低溫下緩(huan)慢(man)分解(jie)以保持晶須狀外形，然後在高溫下燒結，可得到燒結良(liang)好、分散均勻、長徑比大的氧化鎂晶須。

介孔氧化鎂主要是用介孔碳、棉花(hua)纖維(wei)等為硬模板(ban)製備的。將體積為200mL，含有1mol·L-1Mg(NO3)2的溶液水浴控(kong)溫在30℃，在快(kuai)速(su)攪拌的條(tiao)件下向其中快(kuai)速(su)加入溫度為室溫，體積為200mL，濃度為0.8mol·L-1的K2CO3溶液（化學計量比）。此時溶液由澄清變(bian)為液固混合狀態，保持攪拌狀態30min。將該(gai)懸濁(zhuo)液液固分離，用蒸餾水將可溶離子去除，本實驗中所製備的樣品過濾性良(liang)好，隨(sui)後將所得樣品加熱到110℃烘幹，烘幹後的樣品經初步粉碎後放置在氧化鋁(lv)坩堝(guo)中隨(sui)爐(lu)升溫到600℃，相轉化時間為2h，所得到的樣品為棒狀介孔氧化鎂。

Yu等采(cai)用化學沉(chen)澱法，以硝酸鎂和碳酸鉀為原(yuan)料，用120℃油浴環境將碳酸鉀和硝酸鎂進行混合，繼續攪拌1min後在120℃下陳化2h，過濾洗滌(di)後在700℃焙燒4h，通(tong)過改變(bian)硝酸鎂和碳酸鉀的比例得到巢形和花(hua)型(xing)的氧化鎂晶體。

Sutradhar等采(cai)用水熱法，以硝酸鎂和碳酸銨為原(yuan)料，用水熱法合成(cheng)片狀、棒狀、花(hua)狀和球狀的氧化鎂，並研(yan)究了其作為催化劑(ji)負載的應用。

Wang等以MgCl2溶液與苯甲酸添(tian)加劑(ji)混合，用氫(qing)氧化鈉(na)調(diao)節溶液pH值使(shi)得鎂沉(chen)降(jiang)，水熱的方法合成(cheng)了片狀的氫(qing)氧化鎂前驅(qu)體，將添(tian)加劑(ji)換成(cheng)檸檬酸或乙二胺(an)四乙酸二鈉(na)鹽時得到了纖維(wei)狀和盤(pan)狀的氧化鎂。

球形氧化鎂主要用於色譜(pu)法固定(ding)相、吸附有毒(du)物質、作為材料添(tian)加劑(ji)等領(ling)域。高效液相色譜(pu)(HPLC)是一種(zhong)有效的分離技術(shu)，其分離效果(guo)受色譜(pu)柱(zhu)填料影響很大。目前所用的填料主要為二氧化矽基填料，二氧化矽基填料用於堿性條(tiao)件下的分離時存在二次(ci)反應、保留時間長、脫尾嚴重、效率低、重現性差等問題。經研(yan)究探索發現鎂和鋁(lv)的氧化物和二氧化矽按一定(ding)比例的混合作為液相色譜(pu)的固定(ding)相可以很好地解(jie)決這一問題，所以球形氧化鎂在液相色譜(pu)法中的應用得到越來越多的關注(zhu)。

另外，球形氧化鎂的介孔納米(mi)片表現出優異的吸附性能，可吸附常見的有毒(du)重金屬離子及(ji)有機汙(wu)染(ran)物，有希望應用於廢水處理工藝中。還(huai)有人實驗對(dui)碳化法所製備球形氧化鎂進行XRD表征時發現，在335nm處的特征衍(yan)射峰(feng)是由於誘導缺(que)陷或缺(que)陷能級而產生新能級。從此特征可預(yu)測氧化鎂微球與納米(mi)片在等離子體顯示麵板(ban)或其它光學應用領(ling)域將會(hui)是一個十分有前景的材料。

晶須是一種(zhong)針(zhen)狀單晶體材料，其直徑為零點幾至幾個微米(mi)，長度為幾微米(mi)至數百微米(mi)，由於晶體結構完(wan)整，晶須具有較好的力學強度，作為塑料、金屬和陶(tao)瓷等物質的改性添(tian)加劑(ji)，顯示出優良(liang)的物理化學性質和機械(xie)性能。

氧化鎂晶須微觀(guan)形態為纖維(wei)狀，熔點高、強度大、彈性模量高，耐熱性、耐堿性、絕緣性、導熱性(熱傳導率是氧化鋁(lv)的三(san)倍(bei))、穩定(ding)性和補強增韌性好，另外，氧化鎂晶須具有良(liang)好的抗高溫氧化性能。由於具有上述優良(liang)性能，氧化鎂晶須適合作為複合材料的增強輔助(zhu)材料，尤(you)其適合製備高溫複合材料，是近幾年發展較快(kuai)的高技術(shu)結構新材料。

溫室氣體二氧化碳對(dui)環境的負麵影響越來越受重視，對(dui)二氧化碳搜捕的研(yan)究越來越多。吸附法是一種(zhong)有效的搜捕二氧化碳的方法，堿性氧化物是有效的二氧化碳吸附劑(ji)。氧化鎂對(dui)二氧化碳的結合為可逆過程，結合力比沸石強，比堿金屬氧化物弱，室溫下二氧化碳靠物理或化學作用被氧化鎂吸附，所以氧化鎂是比較合適的二氧化碳吸附劑(ji)。介孔氧化鎂對(dui)二氧化碳的吸附量比實心氧化鎂高得多，吸附量隨(sui)溫度的升高而增加。介孔氧化鎂還(huai)可用於吸附去除水中的氟(fu)離子，去除效率比普通(tong)商(shang)品化的氧化鎂高得多。

迄今為止，國內(na)外有關氧化鎂抗菌的研(yan)究報道並不多見。關於氧化鎂抗菌性能的提出，最早可追溯(su)到上個世紀的90年代中期，的日本研(yan)究者Sawai為了篩選(xuan)出抗菌性能較好的無機材料，采(cai)用電導率研(yan)究測試(shi)了一係列的陶(tao)瓷粉體。實驗發現，在常見的26種(zhong)陶(tao)瓷粉體中，抗菌性能較好的有CaO、ZnO、MgO等10種(zhong)金屬氧化物和碳化物。其中，MgO被證實對(dui)革(ge)蘭氏陽性菌、革(ge)蘭氏陰性菌、真菌等都具有較強殺菌、抗菌能力。

一般認為MgO的抗菌機理是由活(huo)性氧引起的，而且MgO本身是一種(zhong)良(liang)好的幹燥(zao)劑(ji)，能在其表麵產生大量的強氧化劑(ji)，進而抑製、殺滅微生物。